毕业论文 皮革工业的生产与污染治理 马云.doc

l 毕业论文打印格式样板 供文科类专业用 A4纸型 中国环境管理干部学院 毕 业 论 文 作 者 马云 系 部 环境科学系 专业班级 环境规划与管理102班 学号 2010101227 题 目 皮革工业的生产与污染治理 指导者 姓 名 专业技术职务 评阅者 姓 名 专业技术职务 年 月 日 目录 中文摘要 3 Abstract 4 正文 4 1 引言 4 1 1 皮革行业相关概述 4 1 1 1 皮革的定义 4 1 1 2 皮革的分类 4 1 1 3 皮革业的认识 5 1 1 4 皮革业发展中存在的问题 6 2 皮革制品的生产加工工艺 6 2 1 皮革生产工序 6 3 皮革废水处理工艺 8 3 1 皮革废水产生来源 8 3 2 制革废水的特点 8 4 废水的处理工艺 8 4 1 皮革单项废水预处理技术 9 4 1 1 脱毛浸灰废水 9 4 1 2 脱脂废水 9 4 1 3 铬鞣废水 9 4 2 综合废水处理技术 9 4 2 1 生化处理工艺 9 4 2 2 物化处理工艺 3 9 5 皮革工业的发展建议 10 结论 10 致谢 10 参考文献 10 皮革工业的生产与污染治理 摘要 皮革业现在处于发展转型阶段 企业也想相应的发展起来 本文以皮革生产中所产生的污水量也很大 污水中所含的重金属含量非常高 处理污水的任务十分重要 此外 皮革业是可再生资源工业 也是劳动密集型企业 而国内市场也很大 发展皮革业很有必要 但又因其污染严重 因此 皮革业正在向绿色皮革 生态皮革的方向发展 关键词 皮革业的认识 生产工艺 污染处理技术 Title Leather industry production and pollution control Abstract Leather industry is now in development stage the enterprise also to corresponding development In leather making process and the pollution control as the main content of leather leather industry production process cumbersome and it has a very big amount of sewage produced during production wastewater contains heavy metal content is very high the task of sewage is very important In addition is a renewable resource industry leather industry is labor intensive enterprise and the domestic market is very big also the development of leather industry is necessary but also because of its serious pollution therefore to green leather leather industry is the direction of ecological leather Keywords The understanding of the leather industry Production process Pollution treatment technology 1 引言 皮革行业是可再生资源工业 也是劳动密集型工业 皮革行业发展迅速 此时也正是该行业的转型时期 皮革行业的的制革工艺以及污水的处理技术也是人们所关心的问题 而该行业如何转型 向哪方面转型 也是人们所期待的 1 1 皮革行业相关概述 1 1 1 皮革的定义 皮革是经脱毛和鞣制等物理 化学加工所得到的已经变性不易腐烂的动物皮 革是由天然蛋白质纤维在三维空间紧密编织构成的 其表面有一种特殊的粒面层 具有自然的粒纹和光泽 手感舒适 1 1 2 皮革的分类 a 按用途分 生活用革 国防用革 工农业用革 文化体育用品革 b 按鞣制方法分 铬鞣革 植鞣革 油鞣革 醛鞣革和结合鞣革等 此外 还可分为轻革和重革 一般用于鞋面 服装 手套等的革 称为轻革 按面积计量 用较厚的动物皮经植物鞣剂或结合鞣制 用于皮鞋内 外底及工业配件等的革称为重革 按重量计量 c 按动物种类分 主要有猪皮革 牛皮革 羊皮革 马皮革 驴皮革和袋鼠皮革等 另有少量的鱼皮革 爬行类动物皮革 两栖动物皮革 鸵鸟皮革等 其中牛皮革又分黄牛皮革 水牛皮革 牦牛皮革和犏牛皮革 羊皮革分为绵羊皮革和山羊皮革 d 按层次分 有头层革和二层革 其中头层革有全粒面革和修面革 二层革又有猪二层革和牛二层革等 e 按制造方式分 1 真皮 真皮 在皮革制品市场上是常见的字眼 是人们为区别合成革而对天然皮革的一种习惯叫法 真皮动物革其种类也非常多 按材料分一般常见的有羊皮革 牛皮革 马皮革 蛇皮革 猪皮革 鳄鱼皮革等 按性能又可分为二层皮革 全粒皮革 绒面 修饰面革 贴膜革 复合革 涂饰性剖层革等 其中 牛皮 羊皮和猪皮是制革所用原料的三大皮种 2 再生皮 将各种动物的废皮及真皮下脚料粉碎后 调配化工原料加工制作而成 3 人造革 人造革也叫仿皮或胶料 是PVC和PU等人造材料的总称 4 合成革 合成革是模拟天然革的组成和结构并可作为其代用材料的塑料制品 表面主要是聚氨脂 基料是涤纶 棉 丙纶等合成纤维制成的无纺布 其正 反面都与皮革十分相似 并具有一定的透气性 特点是光泽漂亮 不易发霉和虫蛀 并且比普通人造革更接近天然革 1 1 3 皮革业的认识 a 皮革工业是现代农业的下游产业 我国是世界上最大的农业国 皮革工业的原料 来自于农村养殖业 是现代农业的副产物 因而 皮革工业是现代农业的下游产业 其中 制革工业是现代农业和皮革产业中的关键环节 b 皮革工业是再生资源产业 皮革工业的原料就是动物皮 这是一种取之不尽 用之不竭的生物资源 同时也是可再生的绿色资源 从这个意义上讲 皮革工业又是再生资源产业 c 皮革行业是外向型经济行业 出口依存度比较大 发展皮革工业 可以为国家多创汇 由于皮革行业的出口依存度大 因此 世界经济状况如何 直接影响整个行业的生存和发展 另一方面 这种对出口的较大的依存度也反映了我国皮革及其制品的内地市场尚有很大的开拓空间 d 皮革行业是劳动密集型行业 从某种意义上说 发展皮革工业 符合我国国情 我国是人口资源大国 人口多 就业问题大 适当发展劳动密集型行业 对解决就业问题是大有好处的 此外 皮革工业与人们的日常消费密切相关 人口多 消费量大 又为皮革工业提供了一个很大的消费市场 发展皮革产业 可以促进内需 有利于地区经济的发展 e 皮革工业是污染行业 据调查 制革工业的70 以上的污染是来自外源性化学物质 如果将这些能造成环境污染的外源性的化学物质用绿色皮革化学品替代 则制革工业就可以成为少污染行业了 由上可见 皮革工业是以动物皮为原料的再生资源产业 是现代农业的下游产业 具有无限的生命力 同时 皮革工业又是一个污染行业 其污染主要来自于生产过程中所使用的化工材料 发展皮革工业意义重大 但要发展皮革工业 首先必须解决制革污染问题 必须实现制革清洁生产 1 1 4 皮革业发展中存在的问题 a 产品档次低 质量较差 产品多半是采用家庭代工的方式 把需要生产的产品 送到各个加工处 而庭代工人员并没有参加专业的技能培训 没有办法保证衣服的质量 b 产品品种少 配套性差 c 款式更新慢 制作周期长 工厂没有专业的服装设计者 款式比较落后 而且与其他地方交流相对少 d 科研投入少 低水平重复研究多 e 品牌知名度低 企业认同度小 f 假冒现象时有发生 市场美誉度低 g 产品同质化和相互克隆现象严重 有特色的产品不多 h 绝大多数企业规模较小 抗风险能力低 2 2 皮革制品的生产加工工艺 皮革产地不同其性质会有很大的差异如国产皮没有进口皮的张幅大 个体差异小 南方皮较北方皮疏松 虫眼多等 在生产过程中会根据皮革种类的不同 皮革用途来作些调整 其生产工艺有很大的差别 但是皮革的主要生产工序基本相同 2 1 皮革生产工序 a 组批 即将张幅大小 厚度较近的皮的原皮分类 放在同一个鼓中加工 这一步相当重要 尤其是对国产皮 此工序做的好 将有利于后面的加工 不然将会给后续工序带来困难 b 浸水 此工序的目的是将原皮恢复到鲜皮的状态 利于加工 根据皮的保存方法不同 此工序进行的时间长短不一 如果是干燥保存的皮 时间要长一些 如果是盐湿皮 时间需要的就会短一些 在浸水的过程中 也可加入浸水助剂 加速水 的浸透 c 脱毛 脱脂 此工序的目的是将皮中细胞内的油脂及原皮表面的毛脱掉 露出天然 细致的粒面 如果脱脂不完全 在皮干燥后会出现板硬的现象 d 浸灰 浸灰 又称碱膨胀 是指加入碱 通常使用的是Ca OH 2 使皮膨胀到一定的厚度 利于剖层 一般头层用于较高档的服装 鞋子等 二层用于较低档的皮具 头层较二层价格高出许多 e 脱灰 浸酸 此工序是将前面浸灰过程中多余的碱除去 其实也就是一个酸碱中和的过程 加入适当的酸 中和掉多余的碱 使其达到鞣制所需的PH值 f 鞣制 鞣制 是指利用三价铬离子将皮纤维的胶原基团连接起来 赋于皮革丰满的手感 增强皮革的抗张 抗撕裂的强度 这是皮革制造工艺中最重要的一道工序 也是决定皮革质量好坏的最关键的一步 一般PH值约为3 8 4 2 温度为40 左右 时间为8 12h 此序所用的鞣剂也很多 可根据皮革的用途来选用 如果是重革 用手鞋底 枪套等 一般选用的是植物鞣剂 填充性能较强 硬度大 成革厚实 如果是轻革 可根据颜色来选用 如果是颜色较浅的革 如白色 可选用铝鞣剂 利于染色 颜色较深的革 一般选用的是铬鞣剂 因为此鞣剂的结合率较高 也比较耐水洗 g 复鞣 在现代制革工艺中占据相当重要的位置 甚到被誉为 点金术 对轻革 复鞣是必不可少的工序 因为此工序可补充鞣制作用 提高鞣质含量 由于生皮各部位纤维编织的紧密程度不同 存在着部位差 就是铬鞣也较难消除这种差异 此时若使用选择填充作用较强的复鞣剂 可以有效地缩小部位差 使腹肷等松软部位得到良好的填充 使整张革的物理性能更加均匀 可提高皮革的出裁率 此工序一般温度奋40 左右 PH值为5 0左右 时间可根据复鞣剂选择的不同来调整 大概为30分钟左右 h 染色 其目的是赋于皮革一定的颜色 关键是提高染料和皮纤维的结合率 提高染料和皮纤维结合的强度 要耐水洗 此时要根据染料选择的不同来确定温度 PH值和时间 如活性染料X型 20 40 下染色 KN型染料 40 60 下染色 一般PH值为5 0左右 温度为40 60 时间为1 2h i 加脂 也称加油 其实质是对坯革进行适当合理的加脂处理 让其吸收适量的加脂材料 恢复其原业的柔软度和弹性 防止皮革僵硬发板 开裂 赋于皮革以一定的使用性能 在前面的脱脂工序中 我们脱掉的是细胞内的油脂 而这里我们加的油脂是填充在皮革纤维中间的 可减少皮纤维的磨擦 增加了纤维和纤维相互间的可移动 从而变得柔软 手感丰满 但是 加脂也可使皮孔率减小 从而使透气性降低 一般PH值5 0左右 温度60 左右 时间1 5h j 干燥 此工序后 皮革将进入后整理阶段 所以相当重要 如果是采用自然晾干 皮的收缩率会很小 但耗时太多 现在基本上不用此方法 一般采用贴板干燥和烘干 但是这样会使皮收缩较大 影响出革率 所以有下面的工序 k 拉软 干燥以后的皮张幅缩小 板硬 所以拉软此工序也很重要 此工序是采用机械方法 有摔软等 也可以在绷板上将皮向四周拉开 也使皮革尽可能的伸开 增加保革率 l 涂饰 在制造轻革的过程中 前后的外观质量对革制品的制造和消费者的选择有着决定性的作用 虽然革的内在质量和手感都能达到要求 但最后的涂层如果不够美观或易于脱落 都会影响革制品的使用价值 因此 涂饰操作在制革生产中是非常重要的 涂饰质量的好坏 对于满足消费者的要求 提高皮革质量 增加个业效益方面 都有着举足轻重的作用 涂饰的目的是 1 增加革面的美观 2 修正皮革表面的伤残缺陷 提高皮革的使用价值 3 提高皮革的耐用性能 皮革涂饰后 革面可形成一层保护性的涂层 涂层具有耐热 耐寒 耐有机溶剂 耐水 耐干湿擦等性能 因此涂饰后的成品不易玷污也易被擦掉 易于保养 4 增加皮革的花色品种 不同的涂饰剂可得到不同的效应 如美术效应 变色效应 擦色效应等 3 皮革废水处理工艺 3 1 皮革废水产生来源 目前制革工业生产一般包括脱脂 浸灰脱毛 软化 鞣制 染色加工 干燥 整饰等几个工段 加工过程中需要添加多种化学品 从而使得废水中含有油脂 胶原蛋白 动植物纤维 有机无机固形物 硫化物 铬 盐类 表面活性剂 染料等多种污染物质和有毒物质 制革工业综合废水的水质特性为 CODcr 为3000 4000mg L BOD5 为1000 2000mg L SS 为2000 4000mg L pH值为8 11 皮革废水产生环节及其主要污染物见表1 表1 皮革废水产生环节及其主要污染物 工段 主要污染物 准备工段 原皮水洗 SS COD Cl 浸水 COD Cl 去肉脱脂 S2 COD 油脂 脱毛 浸灰 S2 COD 油脂 鞣制工段 脱灰 pH SS COD Cl NH3 N 软化 SS COD 盐 水洗 COD 油脂 浸酸 脱脂 pH COD 脂肪 鞣制 pH COD Cr 中性盐 色度 复鞣 pH COD 三价铬 中性盐 中和 COD 染色 SS COD 色度 加脂 COD 油脂 整饰工段 挤水 COD 油脂 喷涂 COD 3 2 制革废水的特点 a 制革用水水量大 污水产生量也随之增加 b 制革过程中使用大量有机原料 废水是高浓度的有机废水 c 废水中有较高的色度 较浓的臭味 较高的毒性 d 制革准备阶段废水中油脂比较高 先得进行预处理 4 废水的处理工艺 皮革产生的废水污染物的浓度高 成分多而复杂 而且废水的水量和符合波动大 所以处理起来很困难 处理的方法主要分为单项废水预处理技术和综合废水处理技术两方面 4 1 皮革单项废水预处理技术 皮革单项废水预处理主要是鞣前工段中脱毛浸灰废液 脱脂废液 鞣制工段的铬鞣废液 4 1 1 脱毛浸灰废水 浸灰脱毛的废水中含有蛋白质 石灰 硫化钠 固体悬浮物 含有总CODcr的28 总S2 的93 总SS的70 处理的方法有氧化法 酸化法和化学沉淀法 在生产中一般多采用酸化法 在负压的条件下 加入硫酸 会产生硫化氢气体 再用氢氧化钠溶液吸收 生成硫化碱 可以回用 废水中析出的可溶性的蛋白质经过过滤 水洗 干燥可以变成产品 用这种方法 硫化物的去除率可以达到90 以上 CODcr和SS可以分别达到85 和95 此方法成本低 操作简单 易于控制 还可以缩短生产周期 4 1 2 脱脂废水 脱脂废水中的油脂 CODcr和BOD5等污染指标很高 处理方法有酸提取法 离心分离法或溶剂萃取法 最常使用的是酸提取法 加入H2SO4调pH值至3 4进行破乳 通入蒸汽加盐搅拌 并在40 60 t下静置2 3 h 油脂会逐渐上浮形成油脂层 回收油脂可达95 去除的CODcr能达到90 以上 回收后的油脂经过深度加工可以转化为混合脂肪酸 可以制作皂 4 1 3 铬鞣废水 铬鞣废水主要污染物是重金属Ce3 质量浓度约为3 4g L pH值呈弱酸性 处理方法有碱沉淀法和直接循环利用 国内90 的制革厂采用碱沉淀法 将石灰 氢氧化钠 氧化镁等加入到废铬液中 反应 脱水得含铬的污泥 用硫酸溶解后可再回用到鞣制工段 此法适用于大型制革厂 且回收铬泥中的可溶性油脂 蛋白质等杂质会影响鞣制效果 4 2 综合废水处理技术 制革废水中污染物组成复杂 综合废水的处理方法也很多 有生化工艺和物化等方法 国内制革工业通常采用物化处理和生化处理相结合的方法 这样的方法投资省 运行费用低 能够稳定达标排放 4 2 1 生化处理工艺 a 预处理系统 主要包括格栅 调节池 沉淀池 气浮池等处理设施 制革做产生的废水中有机物浓度和悬浮固体浓度高 预处理系统就是用来调节水量 水质 去除SS 悬浮物 削减部分污染负荷 为后续的生物处理创造良好的条件 b 生物处理系统 制革废水的CODcr BOD5属于高浓度有机废水 适宜进行生物处理 目前国内应用较多的有氧化沟 SBR和生物接触氧化法 应用较少的是射流曝气法 间歇式生物膜反应器 SBBR 流化床和升流式厌氧污泥床 UASB 4 2 2 物化处理工艺 3 国内现在用于处理制革废水的物化处理法有投加混凝剂 内电解等技术 用混凝剂物化处理 设备简单 管理方便 并适合于间歇操作 此法的显著特点是混凝沉降速度快 污泥体积小 处理废水费用低 内电解法对废水的处理是基于电化学反应的氧化还原和电池反应产物的絮凝及新生